Universidade Estadual do
Sudoeste da Bahia
Departamento de Estudos Básicos e
Instrumentais
3 – Termologia
Física II
Prof. Roberto Claudino Ferreira
Prof. Roberto Claudino
1
ÍNDICE
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Conceitos Fundamentais;
Escalas termométricas;
Dilatação Térmica;
Calor;
Capacidade Térmica;
Calor Específico;
Calor de Transformação;
Transmissão de Calor.
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OBJETIVO GERAL
Alcançar um entendimento das leis,
princípios, grandezas e unidades de
medidas que envolvem o estudo da
temperatura, assim como suas aplicações
práticas,
através
de
abordagens
conceituais, históricas e demonstrações
matemáticas.
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OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Explanar sobre os conceitos fundamentais;
Abordar a relação entre as escalas
termométricas;
Citar os tipos de dilatação térmica;
Conceituar calor;
Explorar capacidade térmica, calor específico
e calor de transformação;
Abordar as transmissões de calor;
Resolução de problemas.
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Conceitos Fundamentais
 Termologia: Ciência que estuda o calor.
 Calor: Energia em transito.
 Temperatura: Medida da agitação das
moléculas. Ou seja, é a média da energia
cinética de cada molécula.
 Equilíbrio Térmico: Temperaturas iguais.
 Termômetro: Aparelho de medição de
temperaturas.
 Dilatação: Aumento das dimensões de um
corpo.
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Relação entre escalas Termométrica
b
a
a
Relação entre escalas 
b
1º Problema: Encontre a relação entre as escalas
termométricas. Celsius, Fahrenheit e Kelvin.
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Relação entre escalas Termométricas
Equações da Conversão
Relação de Conversão de variações
A escala Celsius se mede em ºC (Graus Celsius);
A escala Fahrenheit em ºF (Graus Fahrenheit);
A escala Kelvin em K (Kelvin).
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Dilatação Térmica
Variação da dimensão de um corpo quando sua
temperatura varia. Se dividem em:
Linear
Superficial
Volumétrica
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Dilatação Linear
Estuda a dilatação em
dimensão. (Comprimento).
apenas
uma
L  L0T
L  L  L0
L f  L0 [1   (T f  T0 )]
  Coeficiente de Dilatação Linear
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Dilatação Superficial
Estuda a dilatação em duas dimensões.
(Comprimento e Largura).
S  S 0 . .T
S  S  S 0
S f  S 0 [1   (T f  T0 )]
  2
  Coeficiente de Dilatação Superficial.
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Dilatação Volumétrica
Estuda a dilatação em três dimensões.
(Comprimento, Largura e Altura).
V  V0 . .T
V  V  V0
V f  V0 [1   (T f  T0 )]
  3
  Coeficiente de Dilatação Volumétrica.
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2º Problema: Demonstre as expressões abaixo,
e explique seu sentido físico.
L f  L0 [1   (T f  T0 )]
S f  S 0 [1  2 (T f  T0 )]
V f  V0 [1  3 (T f  T0 )]
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Calor
Energia que se transfere de um corpo para o
outro, devido à diferença de temperatura, até
atingir o equilíbrio térmico.
Unidade de medida.
É o Joule (J).
Equilíbrio Térmico
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Capacidade Térmica
É a constante de proporcionalidade entre o
calor Q recebido ou cedido por um objeto e a sua
variação de temperatura.
Q
C
T
A unidade de medida é dada por unidade de
energia por unidade de temperatura.
J
cal
C
ou
K
K
Obs: 1 cal = 4,1868J
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Calor Específico
É a quantidade de calor necessária para
aumentar a temperatura de 1g de uma dada
substância em 1ºC.
Q  mcT
A unidade de medida é dada em unidade de
energia por unidade de temperatura e massa.
J
c
KgK
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Calor Específico Molar
É a quantidade de calor necessária para
aumentar a temperatura de (1mol) de uma dada
substância em 1 ºC.
Q  mcT
Onde um mol = 6,02 x 10²³ Unidade elementares
A unidade de medida é dada em unidade de
energia por unidade de temperatura e mol.
J
c
mol.K
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Calor de Transformação
É a quantidade de calor necessária para
mudar totalmente o estado físico uma dada
substância.
Q  Lm
A unidade de medida é dada em unidade de
energia por unidade de massa.
J
Kg
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Mudanças de Estado
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Temperatura x Quantidade de calor
fornecida a 1g de gelo inicialmente a -30ºC
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3º Problema: (a) Que quantidade de calor deve
absorver uma amostra de gelo de massa
m=720g a -10ºC para passar ao estado líquido a
15ºC. (b) Se fornecemos ao gelo uma energia
total de apenas 210KJ (na forma de calor), quais
são o estado final e a temperatura da amostra?
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4º Problema: Um lingote de cobre de massa mc =
75g é aquecido em um forno de laboratório até a
temperatura T = 312ºC. Em seguida, o lingote é
colocado em um béquer de vidro contendo uma
massa ma= 220g de água. A capacidade térmica
Cb do béquer é 45 cal/K. A temperatura inicial da
água e do béquer é Ti = 12 ºC. Supondo que o
lingote, béquer e a água são um sistema isolado
e que a água não é vaporizada, determine a
temperatura final Tf do sistema quando o
equilíbrio térmico é atingido.
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Transmissão de Calor
1. Condução: O calor se transmite
passando de molécula por molécula,
através de seu contato. É próprio
dos sólidos.
2. Convecção: Ocorre nos fluidos
devido
ao
deslocamento
de
partículas.
3. Irradiação: O calor é transmitido
por ondas eletromagnéticas. Não é
preciso matéria para esta condução.
Ou seja pode ocorrer no vácuo.
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Exemplos de Radiação
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Condução de Calor
Consideremos uma placa de área A e espessura
L, cujas faces são mantidas a temperaturas de
fontes quentes (TQ) e fria (TF). Q é a energia
transferida pela placa na forma de calor, (t) é o
tempo e K é a condutividade térmica. A equação
para a condução é dada por:
L
Pcond
TQ  TF
Q
  KA
t
L
Quente
TQ
k
Placa
Frio
TF
Q
A unidade de medida
é dada por: J
s
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Condução através de placa composta
Consideremos uma placa composta.
Quente
TQ
L2
L1
k2
Placa
k1
Placa
Frio
TF
Q
Pcond  K 2 A
(TQ  TX )
Pcond
(TX  TF )
 K1 A
L2
L1
(TQ  TX )
A
L/k
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Radiação
A taxa com que um objeto emite energia é dada
por : P   AT 4

rad
= Constante de Stefan-Boltzmann
  5,6704 x10 W / m².K
8

4
= Emissividade da superfície do objeto.
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